某商住樓深基坑支護(hù)降水方案優(yōu)化及施工技術(shù)

張 文 麗

(陜西省建筑職工大學(xué)，陜西 西安 710068)

某商住樓深基坑支護(hù)降水方案優(yōu)化及施工技術(shù)

張 文 麗

(陜西省建筑職工大學(xué)，陜西 西安 710068)

在充分考慮周邊復(fù)雜因素的基礎(chǔ)上，對(duì)某商住樓基坑支護(hù)設(shè)計(jì)作了分析，結(jié)合工程施工的難點(diǎn)，優(yōu)化確定基坑四周采取六種不同加固方案，并對(duì)施工進(jìn)度、質(zhì)量及安全保證措施進(jìn)行了闡述，以確保支護(hù)安全性。

深基坑，降水，支護(hù)，監(jiān)測(cè)

人口密集，私家車(chē)數(shù)量猛增，停車(chē)位已成社會(huì)問(wèn)題，而地面空地有限。從實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性綜合考慮，目前主要為1層～2層地下停車(chē)庫(kù)。3層～4層地下庫(kù)，因基坑深度太大，支護(hù)安全風(fēng)險(xiǎn)性大、投資大而較少采用。本工程為老家屬區(qū)改造，基坑周邊條件復(fù)雜，幾家設(shè)計(jì)單位均采用了簡(jiǎn)單的錨拉式護(hù)坡樁支護(hù)方案，過(guò)于保守浪費(fèi)。通過(guò)對(duì)周邊環(huán)境的進(jìn)一步介紹、方案優(yōu)化、對(duì)比論證并優(yōu)選，最終對(duì)基坑四周采取不同的加固方法，實(shí)踐證明，該方案既安全可靠又經(jīng)濟(jì)實(shí)用，為以后的工作提供了良好的思路。

1 工程概況

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，擬建建筑基坑開(kāi)挖深度為現(xiàn)地面下14.5 m～14.7 m。根據(jù)JGJ 167—2009濕陷性黃土地區(qū)建筑基坑工程安全技術(shù)規(guī)程，該建筑基坑側(cè)壁安全等級(jí)為Ⅰ級(jí)。基坑周邊主要分布的既有建筑物和市政道路等情況見(jiàn)圖1。

2 工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

本工程的特點(diǎn)是：1)基坑深；2)周邊地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜。其表現(xiàn)為：北側(cè)緊鄰天然地基的6層辦公樓；東北側(cè)有幾百個(gè)地源熱井；東南側(cè)為樁基礎(chǔ)的26層住宅樓其地下車(chē)庫(kù)邊線與基坑底邊線間只有6.5 m間距；南側(cè)為有地下室的16層住宅樓，基坑頂上即為小區(qū)主干道；西側(cè)1 m之外為人行道，再為自行車(chē)道、城市主干道。

本工程的難點(diǎn)為：結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，找到既安全可靠又經(jīng)濟(jì)合理，同時(shí)施工易行的支護(hù)、降水方案。

3 基坑支護(hù)與降水設(shè)計(jì)優(yōu)選

3.1 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)優(yōu)化

1)總體思路。由于基坑開(kāi)挖較深，現(xiàn)場(chǎng)又無(wú)放坡條件，只能垂直開(kāi)挖。根據(jù)場(chǎng)地的具體情況，主要采用護(hù)坡樁(鉆孔灌注樁)加錨桿相結(jié)合的方法進(jìn)行支護(hù)。由于基坑周邊情況復(fù)雜，如采用一種設(shè)計(jì)方案，就只能按最不利工況設(shè)計(jì)，勢(shì)必造成浪費(fèi)。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)踏勘，根據(jù)周邊建筑物的高度、荷重、基礎(chǔ)形式及埋深、基礎(chǔ)距基坑邊距離，臨邊道路行駛的最大載重車(chē)輛造成的側(cè)壓、震動(dòng)、基坑土壓力等，把基坑周邊、施工坡道等側(cè)壁分成七種工況分別進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算，得出初步設(shè)計(jì)方案。再組織專家進(jìn)行論證，找出優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。最終確定基坑四周主要采取不同錨桿層數(shù)、不同錨桿長(zhǎng)度、不同樁長(zhǎng)、不同樁間距的錨拉式護(hù)坡樁方案。對(duì)局部具有放坡條件的施工坡道采用土釘墻方案(為減小坡道支護(hù)費(fèi)用，將坡道設(shè)計(jì)為半內(nèi)半外坡道，其邊坡分界線處高度為挖掘機(jī)一次能挖到的深度即4.2 m)、對(duì)靠近城市主干道一邊采用上部土釘墻(按1∶0.2放坡，土釘支護(hù)深度根據(jù)基坑口到圍墻邊距離而定)、下部錨拉樁方案。2)優(yōu)化后支護(hù)設(shè)計(jì)方案。為方便施工，樁徑及配筋、樁頂冠梁寬×高及配筋、腰梁槽鋼、錨桿孔徑及角度均不變。在滿足支護(hù)安全的情況下，采取的節(jié)約措施有：在有條件退臺(tái)開(kāi)挖卸荷時(shí)，盡量減短樁長(zhǎng)，如5號(hào)樁最短，樁長(zhǎng)僅為16.5 m，3號(hào)樁最長(zhǎng)，樁長(zhǎng)為26.5 m；根據(jù)受力不同調(diào)整樁間距、樁長(zhǎng)及樁頂標(biāo)高，腰梁數(shù)、錨桿數(shù)及其長(zhǎng)度。優(yōu)化后的支護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)如表1所示。

3.2 降水方案

1)基坑涌水量計(jì)算?；娱_(kāi)挖深度為14.50 m～14.70 m，相應(yīng)標(biāo)高390.80 m～391.00 m?；娱_(kāi)挖前應(yīng)先降低地下水位，再開(kāi)挖基坑。

按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄F計(jì)算得：

降水影響半徑R=359.199 m，基坑等效半徑r0=36.540 m，基坑涌水量為5 576.801 m3/d。

2)降水方案。根據(jù)計(jì)算，基坑涌水量大，設(shè)計(jì)采用深井井點(diǎn)法降水，根據(jù)規(guī)范及施工要求，地下水位應(yīng)降到坑底以下1.5 m～2.0 m。設(shè)計(jì)共布置降水井16口，井深35 m，井間距15 m(比一般常用間距18 m～25 m小)，水泵采用3.0 kW、揚(yáng)程35 m、出水量不小于20 m3/h。

表1 優(yōu)化后的支護(hù)設(shè)計(jì)方案

基坑開(kāi)挖前7 d開(kāi)始降水，為防止快速降水帶來(lái)的周鄰建筑物附加沉降過(guò)大而引起的破壞，本次降水采用均勻分次降水法，即第一次開(kāi)啟三分之一降水井，待3 d后再開(kāi)啟三分之一降水井，3 d后再開(kāi)啟剩余的三分之一降水井。

降水之前先對(duì)基坑及周鄰建筑物設(shè)置變形觀測(cè)點(diǎn)，同時(shí)測(cè)零。每開(kāi)一次水泵進(jìn)行一次觀測(cè)，以后按規(guī)定進(jìn)行定期觀測(cè)。

4 施工進(jìn)度、質(zhì)量及安全保證措施

4.1 基坑支護(hù)

護(hù)坡樁施工順序?yàn)椋撼蓸犊住落摻罨\→灌混凝土→冠梁支?！鷿不炷?。

護(hù)坡樁應(yīng)采取隔樁施工，并在混凝土澆筑24 h后進(jìn)行鄰樁成孔施工。護(hù)坡樁應(yīng)澆筑至冠梁頂，冠梁施工前將多余混凝土、浮漿鑿除，保證樁筋錨入梁內(nèi)長(zhǎng)度滿足設(shè)計(jì)要求。樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行基坑開(kāi)挖?；娱_(kāi)挖至待施工錨桿的錨頭標(biāo)高0.5 m以下處停止開(kāi)挖，進(jìn)行錨桿施工。錨桿采用人工洛陽(yáng)鏟成孔工藝，不進(jìn)行泥漿護(hù)壁。錨桿保護(hù)層厚度20 mm，每2 m設(shè)一組定位卡，一組3個(gè)。用PVC管包裹錨桿自由段鋼筋，兩端150 mm范圍內(nèi)用黃油填充，外繞防水膠布固定。錨桿采用32.5R水泥漿灌注，水灰比0.5，注漿壓力0.5 MPa，注漿管必須與錨桿主筋同時(shí)插入孔內(nèi)。注漿管端部距孔底距離保持在100 mm～200 mm。錨桿強(qiáng)度大于15 MPa并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度值的75%后方可張拉。當(dāng)錨桿張拉力小于270 kN，不得進(jìn)行錨桿鎖定，應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)單位分析并采取相應(yīng)措施。錨桿未鎖定不得進(jìn)行下階段土方開(kāi)挖，腰梁采用兩根25a槽鋼；腰梁應(yīng)與護(hù)坡樁緊密貼合。

4.2 降水

降水井施工順序?yàn)椋撼删住戮堋罹诹稀淳饩?/p>

在基坑開(kāi)挖和基礎(chǔ)施工過(guò)程中安全措施：1)基坑開(kāi)挖前7 d開(kāi)始連續(xù)降水，基坑中心水位降至-16 m左右。如水位降不下去或偶有增高情況，應(yīng)及時(shí)報(bào)告地勘及設(shè)計(jì)單位分析原因，采取對(duì)策。待基坑水位降到設(shè)計(jì)要求并在支護(hù)結(jié)構(gòu)起作用以后，再進(jìn)行基坑開(kāi)挖。2)基坑開(kāi)挖過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行施工，禁止超挖，防止基底土擾動(dòng)?；铀闹懿灰硕淹良捌渌匚铮瑧?yīng)禁止重型車(chē)輛在基坑四周行駛。3)基礎(chǔ)施工過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)做好基坑四周的地面排水工作，防止地面水入浸坑壁，造成邊坡破壞。同時(shí)，應(yīng)嚴(yán)防施工期間的施工用水及雨水浸入地基，造成地基土軟化。

5 變形監(jiān)測(cè)

沿基坑走向在冠梁頂每隔15 m設(shè)置觀察點(diǎn)一個(gè)，每側(cè)觀察點(diǎn)不得少于3個(gè)；垂直邊坡水平方向位移采用小角法觀測(cè)，精度達(dá)到毫米級(jí)；基坑開(kāi)挖前每個(gè)觀察點(diǎn)測(cè)得初始數(shù)值不得少于2次；基坑開(kāi)挖期間每周觀測(cè)2次，竣工后2個(gè)月內(nèi)每周觀測(cè)1次，以后每月觀測(cè)2次，直到基坑回填至自然地面。水平位移控制在35 mm，警戒值20 mm。邊坡變形監(jiān)測(cè)由有專業(yè)資質(zhì)的單位實(shí)施，每次及時(shí)提供了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，觀測(cè)任務(wù)結(jié)束后提供了完整檢測(cè)報(bào)告。根據(jù)11次周鄰建筑及基坑變形監(jiān)測(cè)，所有建筑因降水而引起的沉降均在5 mm之內(nèi)。20個(gè)基坑變形(向基坑內(nèi)側(cè)位移)觀測(cè)點(diǎn)的變形量大部分在20 mm之內(nèi)，僅北側(cè)最大值為25 mm。

6 結(jié)語(yǔ)

基坑支護(hù)、開(kāi)挖歷時(shí)105 d，設(shè)計(jì)與施工中嚴(yán)格遵守了規(guī)范規(guī)程、工藝流程，達(dá)到了設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。現(xiàn)基坑已完成回填，無(wú)安全事故。本優(yōu)化設(shè)計(jì)與一般設(shè)計(jì)相比，為業(yè)主節(jié)約投資136萬(wàn)元(與參與投標(biāo)的四家單位平均造價(jià)相比)，充分顯示了此設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性，得到了業(yè)主的好評(píng)，為以后工程管理提供了一個(gè)良好的典型案例，對(duì)以后的工程有一定的推廣和指導(dǎo)意義。

[1] 陜建發(fā)[2008]73號(hào)，陜西省城市規(guī)劃管理技術(shù)規(guī)定[S].

[2] GB 50007—2002，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] JGJ 79—2002，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[4] JGJ 72—2004,高層建筑巖土工程勘察規(guī)程[S].

[5] JGJ 94—2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[6] JGJ 120—99，建筑基坑支撐技術(shù)規(guī)范[S].

[7] 劉愛(ài)軍.談民用高層建筑深基坑支護(hù)的技術(shù)要點(diǎn)[J].山西建筑，2014,40(5)：49-50.

The building near deep foundation pit precipitation scheme optimization and construction technology

Zhang Wenli

(ArchitectureZaborUniversityofShaanxiProvince，Xi’an710068，China)

On the basis of fully considering complicated surrounding factors, the paper analyzes of the commercial building foundation support. Combining with engineering construction difficulties, it adopts six foundation surrounding reinforcement scheme, and finally illustrates its construction schedule, quality and safety guaranteeing measures, with a view to ensures the support safety.

deep foundation, precipitation, support， monitor

2015-01-09

張文麗(1972- )，女，碩士，講師

1009-6825(2015)08-0083-02

TU463

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